CN116625492A - 一种石英半球谐振子检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及检测技术领域，具体是涉及一种石英半球谐振子检测装置，包括有设置在桌面上的升降支架和固定组件；检测装置还包括有检测组件，检测组件包括有支杆、声波发生器、激光干涉测振仪、功率调制器和信号记录仪；声波发生器设置在支杆顶端；激光干涉测振仪设置在桌面上，激光干涉测振仪和声波发生器的连线成垂直放置；功率调制器和信号记录器分别设置在桌面上，功率调制器分别与两个声波发生器电性连接，信号记录仪与激光干涉测振仪电性连接。本发明采用非接触激励启振方式，通过两点对称并且相同的声波发生器，同时向谐振子发出一定频率的声波，使得谐振子激励出谐振波，然后通过激光干涉测振仪对谐振子的震动频率进行检测。

Description

一种石英半球谐振子检测装置

技术领域

本发明涉及检测技术领域，具体是涉及一种石英半球谐振子检测装置。

背景技术

半球谐振陀螺具有重量轻、体积小、可靠性高、灵敏度高、抗干扰等优良属性，是战术导弹、卫星等在航空航天领域应用的一种高精度，长寿命传感器，半球谐振子是半球谐振陀螺的核心部件，半球谐振子在激励下可以以自身的固有频率进行驻波振动，陀螺发生转动时半球谐振子的驻波就沿着转动方向进动，进动的驻波信号可以探测陀螺转过的角度，可以测出角速度、角加速度等重要参数，这些参数可应于航空航天设备的精确控制，半球谐振子加工成型后需要通过振动驻波频率检测，满足要求后才能作为半球谐振陀螺零部件组装应用。目前谐振子质量好坏，在电镀涂覆前缺乏质量判断检测手段，往往要等到批量加工后，集中涂镀金属层，然后利用电感或电容原理检测谐振频率，检测手段的滞后，造成不必要的后续加工工序和涂覆材料的浪费。

发明目的是实现透明的石英玻璃半球谐振子谐振频率的检测，具体的是需要解决薄脆，强度差，不导电谐振子频率的检测，采用敲击或其他接触激励方式启振易于损坏谐振子，不能采用敲击的方式激励谐振子启振。

发明内容

针对上述问题，提供一种石英半球谐振子检测装置，通过非接触式的检测方法，采用两点对称并且相同的声波发生器发射声波，以此在谐振子上激励出谐振波，之后通过激光干涉测振仪检测谐振子的振动频率。

为解决现有技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种石英半球谐振子检测装置，包括有设置在桌面上的升降支架以及设置在升降支架顶端并且用于固定半球谐振子的固定组件；检测装置还包括有检测组件，检测组件包括有支杆、声波发生器、激光干涉测振仪、功率调制器和信号记录仪；支杆至少设有两个并且对称放置；声波发生器设置在支杆顶端；激光干涉测振仪设置在桌面上，激光干涉测振仪和声波发生器的连线成垂直放置；功率调制器和信号记录器分别设置在桌面上，功率调制器分别与两个声波发生器电性连接，信号记录仪与激光干涉测振仪电性连接。

优选的，固定组件包括有第一平台、滑轨和固定爪；第一平台设置在升降支架的顶端；滑轨至少设有两个并且设置在第一平台的顶端，滑轨沿第一平台的轴线圆周分布，滑轨的工作方向平行于第一平台的径向；固定爪滑动设置在滑轨上；固定组件还包括有用于控制固定爪相互靠近的手调圆盘，手调圆盘设置在第一平台上并且与第一平台螺纹连接，手调圆盘的顶部设有用于避让谐振子的开口。

优选的，固定爪上设有斜面；手调圆盘上设有与斜面相互配合的锥形圆环。

优选的，固定组件还包括有橡胶抵接块、导向杆和压缩弹簧；橡胶抵接块设置在固定爪上抵接谐振子的一端；导向杆设置在固定爪上，导向杆的一端贯穿固定爪并且与固定爪间隙连接，导向杆的另一端与橡胶抵接块固定连接；压缩弹簧套设在导向杆上，并且压缩弹簧的两端分别与固定爪和橡胶抵接块连接。

优选的，升降支架包括有伺服气缸、连接轴、支座和第二平台；伺服气缸设置在支座内部，伺服气缸的输出端与第二平台的底端固定连接；连接轴的一端与第二平台的底端固定连接，连接轴的另一端设置在支座内部并且与支座间隙连接；支座设置在桌面上；第二平台设置在第一平台的底部。

优选的，升降支架还包括有角度调节台和位移调节台；角度调节台设置在第二平台顶端，角度调节台和第一平台之间通过第一连接组件实现可拆卸式的固定连接；位移调整台设置在支座的底部，位移调整台和支座之间通过第二连接组件实现可拆卸式的固定连接。

优选的，第一连接组件包括有第一螺孔、第二螺孔和第一螺栓；第一螺孔设置在第一平台的顶端并且贯穿第一平台，第一螺孔沿第一平台的轴线圆周分布；第二螺孔设置在角度调节台的顶端，第二螺孔与第一螺孔的数量一一对应；第一螺孔和第二螺孔之间通过第一螺栓实现可拆卸式的固定连接。

优选的，第二连接组件包括有第三螺栓、第四螺栓和第二螺栓；第三螺栓分别设置在支座底部的四角；第四螺孔设置在位移调整台上，第四螺孔与第三螺孔的数量一一对应；第三螺孔和第四螺孔之间通过第二螺栓实现可拆卸式的固定连接。

优选的，桌面上设有转盘并且位移调整台设置在转盘上。

优选的，桌面上还设有直线导轨；直线导轨设置在转盘的底部并且直线导轨的两端分别沿转盘的径向贯穿；支杆分别设置在直线导轨的两端。

本发明相比较于现有技术的有益效果是：

1、本发明采用非接触式激励启振方式，通过两点对称并且相同的声波发生器，同时向谐振子发出一定频率的声波，使得谐振子激励出谐振波，然后通过激光干涉测振仪对谐振子的震动频率进行检测。

2、本发明通过升降支架上设置的角度调节台和位移调整台，能够将谐振子微调到最佳的状态，从而保证检测装置对谐振子检测更加精确。

附图说明

图1是一种石英半球谐振子检测装置的立体示意图；

图2是升降支架和固定组件的立体示意图；

图3是升降支架和固定组件的正视图；

图4是图3中A-A剖面线的剖视图；

图5是图4中B处的局部放大图；

图6是固定组件安装到角度调节台上的立体分解图一；

图7是图6中C处的局部放大图；

图8是固定组件安装到角度调节台上的立体分解图二；

图9是升降支架的立体分解图；

图10是图9中D处的局部放大图。

图中标号为：

1-升降支架；

11-伺服气缸；

12-连接轴；

13-支座；

14-第二平台；

15-角度调节台；

16-位移调整台；

2-固定组件；

21-第一平台；

22-滑轨；

23-固定爪；

231-斜面；

24-手调圆盘；

241-锥形圆环；

25-橡胶抵接块；

26-导向杆；

27-压缩弹簧；

3-检测组件；

31-支杆；

32-声波发生器；

33-激光干涉测振仪；

34-功率调制器；

35-信号记录仪；

4-第一连接组件；

41-第一螺孔；

42-第二螺孔；

43-第一螺栓；

5-第二连接组件；

51-第三螺孔；

52-第四螺孔；

53-第二螺栓；

6-转盘；

7-直线导轨。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

参照图1—图3所示，本发明提供：一种石英半球谐振子检测装置，包括有设置在桌面上的升降支架1以及设置在升降支架1顶端并且用于固定半球谐振子的固定组件2；检测装置还包括有检测组件3，检测组件3包括有支杆31、声波发生器32、激光干涉测振仪33、功率调制器34和信号记录仪35；支杆31至少设有两个并且对称放置；声波发生器32设置在支杆31顶端；激光干涉测振仪33设置在桌面上，激光干涉测振仪33和声波发生器32的连线成垂直放置；功率调制器34和信号记录器分别设置在桌面上，功率调制器34分别与两个声波发生器32电性连接，信号记录仪35与激光干涉测振仪33电性连接。

操作人员将谐振子通过固定组件2固定在升降支架1的顶端，之后将谐振子调整到合适的位置，然后开启激光干涉测振仪33并且调整激光瞄准点，从而将激光瞄准点对准谐振子的上沿，之后打开声波发生器32和功率调制器34，以此使得声波发生器32发出激励谐振子振动的声波，使得谐振子开始振动，之后关闭声波发生器32，从而让谐振子处于谐振状态，然后通过激光干涉测振仪33检测谐振子的振动数据，并且通过信号记录仪35进行记录和显示，以此采用非接触式的激励启振方式，能够保证谐振子不会受到外力而损坏，并且能够快速的检测出谐振子的质量好坏，以此缩短了检测时间，并且减少了传统方式造成的不必要的加工工序和材料浪费。

参照图4和图5所示：固定组件2包括有第一平台21、滑轨22和固定爪23；第一平台21设置在升降支架1的顶端；滑轨22至少设有两个并且设置在第一平台21的顶端，滑轨22沿第一平台21的轴线圆周分布，滑轨22的工作方向平行于第一平台21的径向；固定爪23滑动设置在滑轨22上；固定组件2还包括有用于控制固定爪23相互靠近的手调圆盘24，手调圆盘24设置在第一平台21上并且与第一平台21螺纹连接，手调圆盘24的顶部设有用于避让谐振子的开口。

所述手调圆盘24的外表面上设有花纹，以此增加手调圆盘24表面的摩擦力，使得操作人员能够平稳的转动手调圆盘24，操作人员将谐振子的中心支柱通过手调圆盘24顶部的开口抵接到第一平台21上，之后通过转动手调圆盘24驱使多个固定爪23开始相互靠近，以此对谐振子的中心支柱进行固定，并且手调圆盘24从而放置谐振子到固定谐振子的过程中都不会碰触到谐振子的半球型罩，以此避免对谐振子谐振频率的检测造成影响，同时防止发生磕碰而造成半球型罩发生损坏。

参照图6和图8所示：固定爪23上设有斜面231；手调圆盘24上设有与斜面231相互配合的锥形圆环241。

当谐振子放置到第一平台21上之后，操作人员转动手调圆盘24，使得手调圆盘24竖直向下移动，以此通过手调圆盘24内部的锥形圆环241抵接到固定爪23上的斜面231，以此使得手调圆盘24下降的同时能够驱使固定爪23相互靠近，以此对谐振子进行固定。

参照图7所示：固定组件2还包括有橡胶抵接块25、导向杆26和压缩弹簧27；橡胶抵接块25设置在固定爪23上抵接谐振子的一端；导向杆26设置在固定爪23上，导向杆26的一端贯穿固定爪23并且与固定爪23间隙连接，导向杆26的另一端与橡胶抵接块25固定连接；压缩弹簧27套设在导向杆26上，并且压缩弹簧27的两端分别与固定爪23和橡胶抵接块25连接。

固定爪23在通过手调圆盘24的控制开始相互靠近的时候，固定爪23上设置的橡胶抵接块25首先抵接到谐振子的中心支柱上，之后导向杆26开始从固定爪23内部伸出，直至压缩弹簧27被压缩到极限，使得手调圆盘24无法继续转动，以此保证固定爪23对谐振子进行固定，同时采用橡胶抵接块25来抵接谐振子，从而防止固定爪23对谐振子的表面造成损坏，以此避免增加不必要的成本。

参照图9所示：升降支架1包括有伺服气缸11、连接轴12、支座13和第二平台14；伺服气缸11设置在支座13内部，伺服气缸11的输出端与第二平台14的底端固定连接；连接轴12的一端与第二平台14的底端固定连接，连接轴12的另一端设置在支座13内部并且与支座13间隙连接；支座13设置在桌面上；第二平台14设置在第一平台21的底部。

谐振子通过固定组件2进行固定之后，在通过伺服气缸11驱使第二平台14进行上下的高度调整，以此满足激光光束瞄准谐振子的唇沿，从而提高检测谐振子谐振频率的精度，使得检测装置对谐振子的筛选检测更加精准，从而满足后续零部件的组装应用。

参照图2所示：升降支架1还包括有角度调节台15和位移调节台；角度调节台15设置在第二平台14顶端，角度调节台15和第一平台21之间通过第一连接组件4实现可拆卸式的固定连接；位移调整台16设置在支座13的底部，位移调整台16和支座13之间通过第二连接组件5实现可拆卸式的固定连接。

固定组件2通过第一连接组件4固定在角度调节台15上，以此能够在操作人员将谐振子固定到第一平台21之后，再通过微调角度调节台15，从而将谐振子的半球型罩的口部调整置水平状态，从而提高对谐振频率的检测精度，同时支座13底部通过第二连接组件5固定在位移调整台16上，以此将谐振子调整到相对与两个声波发生器32的中心位置，并且保证激光干涉测振仪33正好瞄准到谐振子的中心点上，以此保证检测装置能够精确的检测到谐振子的谐振频率，从而提高检测装置的检测精度。

参照图6所示：第一连接组件4包括有第一螺孔41、第二螺孔42和第一螺栓43；第一螺孔41设置在第一平台21的顶端并且贯穿第一平台21，第一螺孔41沿第一平台21的轴线圆周分布；第二螺孔42设置在角度调节台15的顶端，第二螺孔42与第一螺孔41的数量一一对应；第一螺孔41和第二螺孔42之间通过第一螺栓43实现可拆卸式的固定连接。

所述第一螺孔41为沉头孔，以此使得第一螺孔41进行固定的时候，第一螺孔41能够将第一螺栓43的螺栓头包容起来，从而保证第一平台21的表面整洁平整，并且通过螺栓将第一平台21固定到角度调节台15上，能够保证固定组件2在将谐振子固定之后，确保角度调节台15能够对谐振子进行调节，以此将谐振子的口部调整到水平状态。

参照图10所示：第二连接组件5包括有第三螺栓、第四螺栓和第二螺栓53；第三螺栓分别设置在支座13底部的四角；第四螺孔52设置在位移调整台16上，第四螺孔52与第三螺孔51的数量一一对应；第三螺孔51和第四螺孔52之间通过第二螺栓53实现可拆卸式的固定连接。

支座13通过螺栓固定到位移调整台16上，可以使得谐振子在分别通过角度调节台15调节到水平状态以及通过伺服气缸11调节到对应的高度之后，可以通过位移调整台16将谐振子调整到两个声波发生器32的中心处，并且保证激光光束与声波发生器32的连线垂直的同时，激光光束与谐振子的中心点处于同一直线上。

参照图1所示：桌面上设有转盘6并且位移调整台16设置在转盘6上。

所述转盘6的边缘标有角度标线，以此可以作为转角的测量数据，使得谐振子进行谐振检测的时候，可以将转盘6转动90度，以此带动谐振子一起转动90度，从而测量谐振子转动时谐振频率变化的相关数据。

参照图1所示：桌面上还设有直线导轨7；直线导轨7设置在转盘6的底部并且直线导轨7的两端分别沿转盘6的径向贯穿；支杆31分别设置在直线导轨7的两端。

所述直线导轨7具有自锁功能并且直线导轨7上设有标尺，以此计量声波发生器32到谐振子的移动距离，并且在声波发生器32移动到对应的位置后，能够通过直线导轨7的自锁功能进行位置固定。

以上实施例仅表达了本发明的一种或几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种石英半球谐振子检测装置，包括有设置在桌面上的升降支架（1）以及设置在升降支架（1）顶端并且用于固定半球谐振子的固定组件（2）；

其特征在于，检测装置还包括有检测组件（3），检测组件（3）包括有支杆（31）、声波发生器（32）、激光干涉测振仪（33）、功率调制器（34）和信号记录仪（35）；

支杆（31）至少设有两个并且对称放置；

声波发生器（32）设置在支杆（31）顶端；

激光干涉测振仪（33）设置在桌面上，激光干涉测振仪（33）和声波发生器（32）的连线成垂直放置；

功率调制器（34）和信号记录器分别设置在桌面上，功率调制器（34）分别与两个声波发生器（32）电性连接，信号记录仪（35）与激光干涉测振仪（33）电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种石英半球谐振子检测装置，其特征在于，固定组件（2）包括有第一平台（21）、滑轨（22）和固定爪（23）；

第一平台（21）设置在升降支架（1）的顶端；

滑轨（22）至少设有两个并且设置在第一平台（21）的顶端，滑轨（22）沿第一平台（21）的轴线圆周分布，滑轨（22）的工作方向平行于第一平台（21）的径向；

固定爪（23）滑动设置在滑轨（22）上；

固定组件（2）还包括有用于控制固定爪（23）相互靠近的手调圆盘（24），手调圆盘（24）设置在第一平台（21）上并且与第一平台（21）螺纹连接，手调圆盘（24）的顶部设有用于避让谐振子的开口。

3.根据权利要求2所述的一种石英半球谐振子检测装置，其特征在于，固定爪（23）上设有斜面（231）；

手调圆盘（24）上设有与斜面（231）相互配合的锥形圆环（241）。

4.根据权利要求2所述的一种石英半球谐振子检测装置，其特征在于，固定组件（2）还包括有橡胶抵接块（25）、导向杆（26）和压缩弹簧（27）；

橡胶抵接块（25）设置在固定爪（23）上抵接谐振子的一端；

导向杆（26）设置在固定爪（23）上，导向杆（26）的一端贯穿固定爪（23）并且与固定爪（23）间隙连接，导向杆（26）的另一端与橡胶抵接块（25）固定连接；

压缩弹簧（27）套设在导向杆（26）上，并且压缩弹簧（27）的两端分别与固定爪（23）和橡胶抵接块（25）连接。

5.根据权利要求2所述的一种石英半球谐振子检测装置，其特征在于，升降支架（1）包括有伺服气缸（11）、连接轴（12）、支座（13）和第二平台（14）；

伺服气缸（11）设置在支座（13）内部，伺服气缸（11）的输出端与第二平台（14）的底端固定连接；

连接轴（12）的一端与第二平台（14）的底端固定连接，连接轴（12）的另一端设置在支座（13）内部并且与支座（13）间隙连接；

支座（13）设置在桌面上；

第二平台（14）设置在第一平台（21）的底部。

6.根据权利要求5所述的一种石英半球谐振子检测装置，其特征在于，升降支架（1）还包括有角度调节台（15）和位移调节台；

角度调节台（15）设置在第二平台（14）顶端，角度调节台（15）和第一平台（21）之间通过第一连接组件（4）实现可拆卸式的固定连接；

位移调整台（16）设置在支座（13）的底部，位移调整台（16）和支座（13）之间通过第二连接组件（5）实现可拆卸式的固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种石英半球谐振子检测装置，其特征在于，第一连接组件（4）包括有第一螺孔（41）、第二螺孔（42）和第一螺栓（43）；

第一螺孔（41）设置在第一平台（21）的顶端并且贯穿第一平台（21），第一螺孔（41）沿第一平台（21）的轴线圆周分布；

第二螺孔（42）设置在角度调节台（15）的顶端，第二螺孔（42）与第一螺孔（41）的数量一一对应；

第一螺孔（41）和第二螺孔（42）之间通过第一螺栓（43）实现可拆卸式的固定连接。

8.根据权利要求6所述的一种石英半球谐振子检测装置，其特征在于，第二连接组件（5）包括有第三螺栓、第四螺栓和第二螺栓（53）；

第三螺栓分别设置在支座（13）底部的四角；

第四螺孔（52）设置在位移调整台（16）上，第四螺孔（52）与第三螺孔（51）的数量一一对应；

第三螺孔（51）和第四螺孔（52）之间通过第二螺栓（53）实现可拆卸式的固定连接。

9.根据权利要求6所述的一种石英半球谐振子检测装置，其特征在于，桌面上设有转盘（6）并且位移调整台（16）设置在转盘（6）上。

10.根据权利要求9所述的一种石英半球谐振子检测装置，其特征在于，桌面上还设有直线导轨（7）；

直线导轨（7）设置在转盘（6）的底部并且直线导轨（7）的两端分别沿转盘（6）的径向贯穿；

支杆（31）分别设置在直线导轨（7）的两端。